DTM法土方计算在工程复核中的应用
DTM模型法在土石方计算中的应用

的精确程 度 关 系 到 整 个 工 程 的 投 资 情 况 及 经 济 指
标 。多年来 实践 总结 出多种 计算 的方法 ,常用 的有 断 面法 、方 格 网法 、等 高线法 、D TM 模型 法等 。
2 1 断 面 法 .
投影面积 ,其公式简化为 V一 > s 胁,按微积分原
理 当 N 。 3时 , 趋 向于真值 。方格 网法 主要适 CC ×
数 学 公 式 进 行 土 石 方 量 的 计 算 。公 式 为 V 一
( S + △S ) / 。 此 方 法 的 优 点 是 : 计 算 简 △ L 2 便 ,断面 数据容 易采集 ,方 法多样 ,适 用于 特别复 杂 的狭 长 带状地形 场地 。缺 点是 :精度 主要受 断面 间距 L的限制 , 在 变 化较 大 的地 区需 要 加 测 断 面 来 提高精 度 。
再 累 加 计 算 每 条 线 路 的填 方 、 挖 方 量 。用 平 行 截 取
设 ,由此 产生 大量 的土石方 开挖 与弃填 ,为 了保护
的断面描 述地 面状 况 ,然 后利 用断 面面积及 相应 的
环 境 ,节 约投 资 ,国家倡导 尽量减 少弃 渣 占地 ,注
重 土 石 方 挖 填 平 衡 。在 已知 待 弃 土 石 方 工 程 量 的 条
否 直接 关 系 到工 程 的投 资 、 人力 资 源分 配 和工 期 , 因 此 土 石 方 计 算 对 于 工 程 建 设 是 至 关 重 要 的 。本 文 分 析 了 常
用 土石 方 计 算 方 法 的 优 缺 点 ,诠 释 D M 模 型 法 所 需 要 的 地 形 图 点 、 线 的分 布 密度 、结 构 完 全 可 以 与 地 表 的 特 征 T 相协 调 ,直 接 利 用原 始 资 料 作 为 网格 结 点 ,不 改 变 原 始 数 据 的 精 度 , 能 很 好 地 适 应 复 杂 、不 规 则 地 形 ,从 而 准
基于DTM土石方计算方法的讨论

基于DTM土石方计算方法的讨论土方计算是工程项目中经常遇到的问题,其计算方法有多种,本文就几种常见的几种方法进行了论述与分析,并提出了一种基于数字高程模型(DEM )的土方计算方法--不规则三角形法,并对其精度和实用性作了详细的探讨。
标签:土方计算数字地面模型DTM0引言数字地面模型(DTM)的计算方法由于计算精确度较高,模型建立逼真,可在其上作诸如断面分析、空间分析等功能而深受广大工程技术人员所喜爱。
本文就是以数字地面模型(DTM)的计算方法为基础对南京市绿水湾路道路两旁的土方计算进行了探讨和分析,得出了有益结论。
1常规的土石方计算方法(1)断面法截面法分为水平截面法和垂直截面法一,他是根据场地形状沿某一平直方向一一测定垂直于该方向的断面数据,断面间土方量以断面平均截面积与断面间距确定,由此计算总土方量。
该法外业操作相对复杂,工作量大,精度取决于外业横断面密度、横断面平行度,内业计算相对简便,但首尾断面处和弯曲场地情形下的断面距离难以准确确定。
(2)格网法格网法根据格网的形状不同。
格网法计算土方首先应设定格网间距,在格网点测定点位高程,对每一格网面按四角高程平均值计算土方。
该法外业工作量大,测点可能受地形限制;格网间距越小精度越高。
优点是:直观、易懂、计算简单;但由于每点高程的权不一样,边界点、格网交叉点、格网线上点、格网中间点不能分别确权,故计算精度较差,适用于估算和概算。
2 DTM土石方计算方法在AutoCAD图形平台下的实现DTM是Digital Terrain Model的缩写,也就是数字地面模型。
DTM的主要三种表示模型为:规则格网模型、等值线模型、不规则三角网模型,这里主要讨论不规则三角网模型的使用。
(1)基本算法三角网构建基于狄洛尼三角形规则进行。
在不附加任何条件的情况下,根据碎部点数据采用渐次生成算法或三角网生长算法自动生成凸包三角网。
如果实测地形存在特征线(如等高线、谷线、脊线、变换线),则将其作为断裂线一并参与三角网生成。
南方CASSDTM法三种土方计算方法及比较

南方CASSDTM法三种土方计算方法及比较DTM(Digital Terrain Model)法是一种利用数字地形模型来计算土方量的方法。
在土方工程中,土方量的准确计算对于施工进度和成本控制非常重要。
DTM法是基于数字地形数据来计算土方量,其优点是准确性高、效率高。
DTM法主要包括三种土方计算方法,分别是体积三角剖分法、交会剖分法和等高线法。
体积三角剖分法是一种基于地形数据的三角网格剖分方法,利用边界点和地形数据点进行非常规剖分,生成地形网格。
然后根据剖分后的三角形面积和高程数据计算土方体积。
该方法适用于地面起伏较大、地形变化较复杂的场景,准确性较高。
交会剖分法是一种基于板状地形的一种计算方法。
首先通过交会剖分将工程量仑进行分割。
然后根据剖分后的地块面积和高程数据计算土方体积。
该方法适用于地形平整、土方坡度较小的场景,计算速度快,准确性稍差于体积三角剖分法。
等高线法是一种基于等高线地图的土方计算方法。
首先通过绘制等高线地图来描述地形变化。
然后根据等高线地图中的每个等高线间隔计算土方体积。
该方法适用于地形复杂、地形变化较大的场景,适合用于初步土方计算。
比较这三种土方计算方法,体积三角剖分法准确性最高,适用于地形变化较大的场景。
交会剖分法计算速度快,适用于地形平整的场景。
等高线法适用范围较广,计算方法相对简单,但准确性相对较低。
然而,这三种土方计算方法并不是孤立存在的,在实际土方工程中常常结合运用。
例如,在复杂地形场景下,可以使用体积三角剖分法进行初步土方计算,然后再结合等高线法进行修正。
在地形平整的场景下,可以使用交会剖分法进行初步土方计算,然后再结合体积三角剖分法进行修正。
总之,DTM法是一种准确、高效的土方计算方法。
不同的土方计算方法有其适用的场景和特点,根据实际情况选择合适的计算方法进行使用,可以提高计算效率和准确性。
试析土方量实际算量的应用

试析土方量实际算量的应用在各种工程建设如铁路、公路、港口、城市规划等中,土方量计算是一项经常性的、不可缺少的工作,且在整个工程量中,土方工程常占有较大比例。
土方量大小及计算精度的高低直接关系到项目的合理性和投资预算,因此快速准确地计算土方量对开展规划设计、控制总投资及分配资金具有重要意义。
为此,本文对工程土方量计算方法中的断面法、等高线法、方格网法、基于数字高程模型(DTM)法及平均高程法的基本原理、方法進行比较分析,并考虑实际应用中的条件限制,进而探索出适合工程实际应用的土方量计算方法。
1土方量计算原理及方法1.1断面法在地形变化较大、场地狭窄的带状地区,可以用断面法计算土方量。
在地形图上或碎部测量的平面图上,根据土方计算的范围,以一定的间距等分场地,将场地划分为若干个相互平行的横截面;按照设计高程与地面线所组成的断面图,计算每条断面线所围成的面积;以相邻两断面面积的平均值乘以等分的间距,得出每相邻两断面的体积;将各相邻断面的体积累计加和求出总体积,这种方法称为断面法(图1)。
图1土方断面示意图根据两相邻的设计断面填挖面积的平均值乘以两段面的距离,就得到两相邻横断面之间的挖、填土方工程量。
公式如下:——土方工程量;,——相邻两断面的挖方或填方面积;——相邻两横断面之间的距离。
在计算过程中,距离一般根据需要选取,面积,则需要根据横断面测量资料采用下面两种方法计算:(1)几何图形法。
根据实地测量有关的边、角元素进行面积计算,将不规则的图形分割成简单的矩形、梯形或三角形等简单的几何图形分别计算面积并相加得到所需面积。
(2)坐标法。
通过对一个不规则的几何图形测出该图形边界转折点的坐标值,再用下列公式计算:式中,,为转折点的横纵坐标值,为转折点的数目,也即多边形边数,当时,,。
1.2等高线法当地面起伏较大、坡度变化较多时,可采用等高线法估算土方量。
利用现成的绘有等高线的地形图,计算等高线所围得面积,再根据两相邻等高线的高差按以下公式计算土方量:,——相邻等高线所围面积;——相邻等高线间的高差。
对土方工程量计算方法精确性和适用范围的探讨

图1四方棱柱体法图2全挖(或全填)h 1h 2h 3h 4aaaah 2h 4h 1h 30引言随着城市化的持续推进,城市逐步向外蔓延,所面对的地形地貌越来越复杂多变,需要处理的岩土工程问题也越来越多;同时,高层、超高层建筑越来越多,相应的其基坑越来越深,土方工程量在工程项目的总体工程量中的占比也越来越大。
土方工程量的计算就是求取天然地面与设计地面之间填方或挖方的体积。
[1]而目前,就土方工程量的计算方法,主要有方格网法、等高线法、平均断面法、DTM 法等,面对不同的地形地貌,工程参与方若采用不同的计算方法,往往会得出不同的结果,其数值甚至相差较大,从而导致经济纠纷。
为尽可能就土方工程量的计算定分止争,需要从理论上对各计算方法的精确性进行探讨,并探究各计算方法在实际操作层面的适用范围。
1计算理论的精确性1.1方格网法方格网法分四方棱柱体法和三角棱柱体法。
1.1.1四方棱柱体法四方棱柱体法就是将施工区域划分为若干个边长等于a 的方格网,每个方格网的土方体积V 等于底面积a 2乘以四个角点高度的平均值。
[2]如图1、图2所示。
V=(h 1+h 2+h 3+h 4)/4(全挖或全填)(1)若方格四个角点部分是挖方、部分是填方时,则该公式的演绎形式为:V=a (b+c )(h 1+h 4)/8(半挖半填)(2)V=(a 2-bc/2)(h 1+h 2+h 3)/5(三个角挖或填)(3)V=bch 4/6(一个角挖或填)(4)如图3、图4所示。
用四方棱柱体法计算土方工程量,其本身从理论上就是一个近似计算公式,其精确计算的前提条件之一就是方格的四个角点在一个平面上。
而在实际工程中,这一条件往往并不能满足。
因此,用四方棱柱体法计算土方工程量,其计算值和实际值之间往往存在较大误差。
当地形起伏越大,则误差也越大。
[3]为了减少土方工程量计算的误差,一般将整方格划分成多个三角形,土方工程量的计算方法相应地也由四方棱———————————————————————基金项目:2020年度广东省本科高校教学质量与教学改革工程项目:建筑信息化智慧仿真试验教学示范中心;东莞理工学院2019年校级质量工程项目:工程项目管理(201902081)。
DTM的土方工程计算与精度分析

DTM的土方工程计算与精度分析DTM(数字地形模型)是一种用于描述地形地貌的数学模型。
在土方工程中,DTM的使用是非常重要的,它可以提供精确的地形数据,帮助土方工程师进行土方量计算和地形分析。
本文将介绍DTM的土方工程计算以及其相关的精度分析。
首先,DTM可以通过采集地形数据来生成地形模型。
常用的采集方法包括GPS测量、雷达测量和激光测量等。
这些数据可以用来构建数字地形模型,其中每一个点都有相应的坐标位置和高程值。
在土方工程计算过程中,DTM可以用来计算土方量。
土方量是指由于地形改变而需要挖掘或填方的土方的体积。
通过分析DTM数据,可以确定不同地区的高程差,进而计算出土方量。
具体的计算方法可以使用数字图像处理软件或土方工程专用的地形分析软件。
除了土方量计算,DTM还可以用来进行地形分析。
地形分析是对地形特征进行综合分析和研究,从而了解地形的构成和变化规律。
通过对DTM数据的分析,可以得到地形曲率、坡度、流向等信息。
这些信息对于土方工程设计和施工过程中的地形调整和排水设计都非常重要。
在进行DTM土方工程计算和地形分析时,精度是非常关键的。
精确的地形数据可以提供可靠的土方工程计算结果和精确的地形分析信息。
因此,在DTM的采集和处理过程中,需要注意以下几个方面的精度分析。
首先,对于DTM数据的采集,应选择合适的测量方法和仪器。
精确的测量仪器可以提供高质量的测量数据。
同时,应保证测量数据的密度和分辨率足够高,以充分反映地形的细节特征。
其次,在DTM的处理过程中,应使用精确的算法和模型。
不同的地形特征需要不同的处理方法,例如,对于具有较大坡度的地形,应选用适当的插值方法来处理高程数据。
此外,还应注意数据的插值误差和数据的平滑处理,以避免误差的累积。
最后,在DTM数据的应用过程中,应进行适当的精度检验和验证。
可以通过比对实际测量数据和DTM数据的差异来评估DTM的精度。
此外,还可以利用其他可靠的地形数据进行对比分析,以保证DTM的精度。
略谈土石方量计算中DTM法的运用

略谈土石方量计算中DTM法的运用1 前言开发建设项目水土流失,是人类进行开发建设活动过程中,因扰动地表或地下岩土层,以及排放多种有毒有害物质,而造成的水土资源和土地生产力的破坏和损失,包括开发建设项目及直接影响区域范围内的水损失和土体损失[1]。
现代城市建设项目,采用高度机械化的挖掘施工工艺和高能量的爆破技术,不仅使表层土壤和植被荡然无存,而且还将浅表层或深层的岩土物质搬运到地表。
这些搬运物质主要以开挖土石方为主,通常呈非自然固结状态,胶结和稳定性极差,在外营力作用下极易产生水蚀、风蚀和重力侵蚀。
因此,控制工程土石方量成为开发建设项目水土保持方案的重点之一。
DTM法(数字地面模型Digital Terrain Model)是用数字形式(x,y,z)坐标来表达区域内的地貌形态,以微缩的形式再现了地表形态起伏变化特征[2],具有形象、直观、精确等特点,适应范围广且计算精度高,完全满足水土保持方案对工程土石方量的精度等要求。
2 项目基本情况介绍拟建码头位于佛山市三水区北江右岸,目前这一区域已成为三水区水泥产业聚集带,水泥年产量较大,大量工业原材料和产品需要通过内河水路运输。
工程拟建3个1千吨级通用泊位,可以满足3艘1千吨级干货船同时靠泊和作业,泊位岸线总长度为214m,设计吞吐量为190万吨。
码头前沿作业平台及引桥宽47m,长214m,总面积10058m2;码头陆域纵深为307.5m~365.7m,宽度为214m,码头陆域总面积7.20hm2(含码头前沿作业区)。
拟建工程段河岸较顺直,但后方陆域区起伏较大,场地目前现状标高介于7.33m~17.84m之间,工程范围内共3处鱼塘,鱼塘水深最深约5.5m,场区中部为码头出入道路,中北部及靠水区域为近期堆填的砂石。
3 DTM法计算原理土方量计算实际上就是计算原始地表与设计地表之间的体积值。
因此只需在计算区建立两个DTM,一个为原始地表DTM原,另一个为设计地表DTM设,在相同的坐标原点和格网大小的情况下,将同一区域的DTM原和DTM设进行叠加,可得一新的DTM 为△DTM,则△DTM= DTM原-DTM设。
南方CASS软件DTM法和方格网法土石方计算方法

南方C A S S软件D T M法和方格网法土石方计算方法-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN南方CASS软件DTM法和方格网法土石方计算方法说明:首先要对原始野外测量坐标数据文件转换成格式为<点号,,Y,X,H>的.dat文件,才能进行DTM法和方格网法土石方计算。
一、DTM法土方计算步骤:1、展野外测点点号:打开CASS,点击绘图处理→展野外测点点号(选择合适的比例尺)→在输入坐标数据文件名对话框中选取相关的文件名点打开。
2、展高程点:点击绘图处理→展高程点→在输入坐标数据文件名对话框中选取和展野外测点点号一致的文件名点打开→确定。
3、确定边界线:利用多段线命令对要计算土方范围的边界点位进行连接并且进行闭合(在命令栏中输入字母C进行闭合)。
4、建立DTM:点击等高线→建立DTM→选择建立DTM的方式→由图面高程点生成→确定→在命令栏里输入数字2→直接选取高程点或控制点。
5、删除三角网:点击等高线→删除三角网。
6、点击工程应用→DTM法土方计算→根据图上高程点→选择计算区域边界线→在DTM土方计算参数设置对话框中输入平场标高与边界采样间距→确定→在AutoCAD对话框中点击确定→点击图面空白处出现三角网法土石方计算图完成。
二、方格网法土方计算步骤:1、展野外测点点号:打开CASS,点击绘图处理→展野外测点点号(选择合适的比例尺)→在输入坐标数据文件名对话框中选取相关的文件名点打开。
2、展高程点:点击绘图处理→展高程点→在输入坐标数据文件名对话框中选取和展野外测点点号一致的文件名点打开→确定。
3、确定边界线:利用多段线命令对要计算土方范围的边界点位进行连接并且进行闭合(在命令栏中输入字母C进行闭合)。
4、建立DTM:点击等高线→建立DTM→选择建立DTM的方式→由图面高程点生成→确定→在命令栏里输入数字2→直接选取高程点或控制点。
5、删除三角网:点击等高线→删除三角网。
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DTM法土方计算在工程复核中的应用
作者:寇飞周张梁王伟
来源:《西部资源》2016年第04期
摘要:项目工程复核中因土方量相差较大而引起的纠纷时有发生,如何准确快速地复核土方量,关系到项目实施进度及双方各自利益。
本文以土地开发项目土方计算为例,应用南方CASS软件中DTM法快速计算两期间土方量,为工程复核提供重要依据,方便项目进行工程结算及财务决算。
关键词:DTM法;两期间土方计算;工程复核
1. 前言
工程复核按工作性质划分为工程质量和工程数量复核,现阶段工程质量复核认定参照项目建设质量监督部门出具的质检报告,或监理方出具的工程质量检验评定表;工程数量复核依据监理核实业主认定的工程结算清单,其中人为因素较大,很难客观反映施工现场的工程量变化。
工程数量复核难度较大的当属土方工程,因其具有隐蔽性和不可逆的特性,且利益双方差异性较大,因此将其作为工程复核的重点。
借助CASS软件中DTM法“两期间土方计算”,通过快速建立数字地面模型,可以精确计算施工前后两期间土方变化[1],对于准确复核土方量,控制总投资及分配资金具有重要的参考价值。
2. 计算方法
CASS是基于AutoCAD平台开发的一套集地形、地籍、空间数据建库、工程应用、土石方计算等功能为一体的软件系统;其提供了方格网法、DTM法、等高线法和断面法等丰富的土方计算方法,对不同的工程条件可灵活地采用合适的土方计算方法[2]。
根据软件提供的计算两期间土方量的有断面法(二断面线间土方计算)、DTM法(两期间土方计算)、方格网法等,其中断面法适合道路工程等线状工程土方量计算,方格网法适用于开挖前后地形较为平坦或者平缓的区域,而DTM法适合地形复杂且不规则地面,并能快速精确计算期间土方变化。
DTM法、方格网法是日常工程中最常用到的方法,断面法是作为土方量依据提供给甲方的,这三种方法的计算差距一般在2%~5%之间。
3. 计算原理
DTM法计算土方量根据施工前后的地形数据,首先分别建立不规则三角网(TIN),可以依据数据文件,或者地形图上已有的高程点,构建互不重叠的不规则三角网,相连的三角网表面就构成了地面的数字立体模型(DTM模型);然后根据施工前后的地形图建立的DTM模型进行两期间三角网叠加,不同时期地面三角网曲面垂直投影形成交集,把两期间三角网空间相
交的线作为开挖零界线,并将交集部分分割成若干个三棱柱或三棱锥,最后分别计算出每个三棱柱或三棱锥体积并求和[3]。
其中高于原地面的三棱柱或三棱锥体积即为填方,低于原地面的三棱柱或三棱锥体积即为挖方。
4. 案例分析
本文以某土地开发项目为例,选取穆寨村上硷组其中较为典型的一块梯田进行土方复核计算。
该地块规模面积17053m2,初步设计为10个田面,挖填平衡土方8119m3。
首先,生成地形数据文件,打开CASS软件“工程应用\生成数据文件”,生成的数据文件一般包括指定点、高程点、控制点和等高线等,各项目根据现有的数据类型选择生成数据文件。
由于该项目前期地形图中离散点数据较少,也缺少足够的指定点或控制点,加之现状地形坡度较大,因此结合实际地形地貌选择等高线生成数据文件。
然后构建项目区TIN并建立施工前一期DTM模型,通过调取已生成数据文件建立DTM 模型,并保存为“第一期.SJW”文件。
打开“等高线\建立DTM”,加载已保存的数据文件,考虑实际地形变化和地势走向因素,因此勾选“建模过程考虑地形线或建模过程考虑陡坎”。
根据项目范围界线完善DTM模型,选择“等高线\删除三角形或增加三角形”删除边界以外的TIN,或适当增加边界内TIN;选择“等高线\图面DTM完善”即可将各个独立的DTM模型自动重组在一起,而不必进行数据的合并后再重新建立DTM模型,修改完善的DTM模型最后选择“等高线\修改结果存盘”。
第一期模型建立后,可通过“等高线\三维模型”转化,以及“等高线\坡度分析”使得施工前的DTM模型经过着色渲染,更加直观反映出实际的沟壑、陡坎、丘陵、平原等地形地貌。
(其中坡度绿色为0°~12°,蓝色12°~25°,黄色25°~35°,紫色35°~90°。
)
同样的方法打开施工后地形坐标数据文件,建立第二期DTM模型,并保存为“第二
期.SJW”文件。
最后应用CASS的"工程应用\DTM法土方计算\两期间土方量计算”,分别输入施工前后两个SJW文件(图面文件或三角网文件)即可获得施工前后两期间的土方开挖方量。
CASS软件按照DTM模型三角网编号生成一系列文件,然后汇总求出范围内土方平衡后的开挖土方量。
(图中红色区域土方未发生变化,青色区域土方为变化部分。
)
根据DTM法两期间土方计算,确定土方量为33226m3;初步设计土方开挖量8119m3,前后土方量相差较大。
为进一步核实测算结果,根据监理出具的单元工程质量检验评定表土方开挖方量为33033m3,乙方提交的工程计量报验单和工程量清单土方开挖方量为33520m3,甲方提供的设计变更单土方开挖量33033m3,数据之间存在一定的差距。
经过深入了解,该地块
在征得甲方同意后出现超挖现象,这样的土方计算结果就与实际开挖情况基本吻合。
对比计算结果,在现有的数据文件下误差在1%以内,完全可以满足工程复核要求。
通过以上案例分析,DTM法两期间土方量计算优势尤为明显,在提高精度和效率方面有以下几点优势:①通过建立三角网数字地形模型,可以利用地形特征线干预,使之更符合原地形。
②完全利用施工前后测量的坐标高程数据,所有测量点均参与计算,大大提高精度。
③由于将两期间三角网叠加,再破网分解成若干个三棱柱或三棱锥,可以非常贴切的、精确地计算出不规则的两期地形地貌曲面所构成的体积。
④由于划定了项目边界线,两期间的变化区域计算结果图面被变成青色部分,方便查询。
⑤可以减轻外业测量工作量,测量员只需按《城市测量规范CJJ T8-2011》中土石方测量的规定测量地形特征线,并在大面积平坦或平缓处适当加密高程即可[4]。
5. 结论
工程复核是对工程任务的完成情况进行复核,作为竣工验收的第一步,直接影响工程验收、项目决算以审计。
工程复核准确性中土方计算精度尤为重要,其主要取决于对实际地形的测量,如实地反映地形地貌,包括地形变化、特殊地貌、陡坎上下以及独立地物等因素。
DTM法两期间土方计算方法很好的结合这些地形因素,通过人为干预调整,使得模型建立更贴近实际地形,操作简便、精度达标,且可以减轻外业测量负担;最大限度保护各方利益,从根本上化解工程量纠纷;方便工程人员后期快速复核工程量,是目前较为科学、精准的土方量计算方法。
参考文献:
[1] 南方测绘仪器有限公司.数字化地形地籍成图系统7.0用户手册[M].南方测绘仪器有限公司,2006.
[2] 江宝波,黄德芳.工程测量学[M].地质出版社,1990:192-198.
[3] 李殷,朱益虎.DTM在土方计算中的应用[J].地矿测绘,2006(4).
[4] 粟晟,欧陆.南方CASS计算两期间土方与方格网法土方计算相结合准确计算土方量[J].中国井矿盐,2013(5).。